Класифікація відмов деталей машин

Поступові (знос) і раптові відмови. Основною ознакою, що визначає вид відмови, служить характер виникнення і протікання процесів, що призводять до відмови.

Поступові (зносні) відмови виникають у результаті протікання того або іншого процесу старіння, який погіршує початкові параметри виробу. Імовірність їх виникнення F(t) протягом заданого періоду часу від t₁, до t₂ залежить від тривалості попередньої роботи виробу t₁. Чим більше експлуатувався виріб, тим вище імовірність виникнення відмови, тобто F₂(Dt) > F₁(Dt), якщо t₁ > t₂, де F(Dt) - імовірність відмови за період від t до (t+Dt). До цього виду відноситься більшість відмов машини, пов’язаних з процесами зносу, корозії, втоми і повзучості матеріалів. Прикладами поступових відмов є зниження потужності ДВЗ, знос сполучення золотник - корпус гідроросподілювача, знос шин автомобілів і інших самохідних машин.

Раптові відмови виникають в результаті поєднання несприятливих чинників і випадкових зовнішніх дій, що перевищують можливості виробу до їх сприйняття. Вони виникають через деякий проміжок часу Т_р, який є випадковою величиною. Основною ознакою є незалежність імовірності виникнення відмови F(t) протягом заданого періоду часу від t₁, до t₂ залежить від тривалості попередньої роботи виробу t₁. Вихід з ладу відбувається зазвичай раптово без попередніх симптомів руйнування. До таких відмов відносяться теплові тріщини, що виникли в деталі унаслідок припинення подачі мастила, поломка деталі через неправильну експлуатацію машини або виникнення перевантажень, деформація або поломка деталей через випадковий збіг екстремальних значень різних параметрів (найбільші навантаження, мінімальна твердість матеріалу, підвищена температура і інше), перегорання електричних лампочок, пробій дротів високої напруги, обрив рукавів високого тиску.

Може бути і третій вид відмов, який включає особливості два попередніх. Їх називають складними. У цьому випадку виникнення відмови - випадкова величина, не залежна від стану виробу, а швидкість процесу втрати працездатності виробу залежить від його опірності. Наприклад, зовнішні неприпустимі ударні дії на машину (рідкісна випадкова подія) можуть стати джерелом виникнення втомної тріщини через концентрацію напружень. Поступовий розвиток тріщини відбуватиметься у міру подальшої експлуатації машини.

Відмови функціонування і параметричні відмови. Відмова функціонування призводить до того, що виріб не може виконувати своїх функцій. Наприклад, у результаті відмови насос не подає масло, двигун не запускається і інше. Часто відмова функціонування пов’язана з поломками або заклинюванням окремих елементів виробу.

Параметрична відмова призводить до виходу параметрів (характеристик) виробу за допустимі межі. Такі відмови, як порушення точності обробки на верстаті, падіння ККД передачі, зниження максимальної швидкості автомобіля і інше не обмежують можливості подальшого функціонування виробу. Проте він стає непрацездатним з погляду вимог, встановлених технічними нормативами.

Найбільш характерні параметричні відмови. Це пов’язано з високими вимогами до вихідних параметрів сучасних машин. Експлуатація виробу, що має параметричну відмову, може привести до достатньо важких економічних і інших наслідків. У складних машинах і системах параметричні відмови елементів можуть призвести до відмови функціонування. Наприклад, втрата потужності двигуна може привести до неможливості польоту літака. Тому параметричні відмови є одним з основних об’єктів розгляду в теорії надійності машин.

Відмови функціонування і параметричні відмови можуть бути як поступовими, так і раптовими.

Фактичні і потенційні відмови. Відмови називають потенційними, якщо вони запобігаються завчасним виконанням ремонту і регулювань. Критерієм близькості відмови є ступінь пошкодження виробу, а відмова сприймається як потенційна можлива подія. Виріб може взагалі не мати відмов при експлуатації, проте, рівень його надійності може не задовольняти вимогам розробників і споживачів.

Допустимі і неприпустимі відмови. Допустимі відмови пов’язані з процесами старіння, які призводять до поступового погіршання вихідних параметрів виробу, а також з раптовими відмовами, викликаними несприятливим поєднанням чинників в межах встановлених нормативів. Останнє допустимо лише у випадках, коли відмова не викличе катастрофічних наслідків.

Неприпустимі відмови пов’язані з порушенням умов виробництва і експлуатації (порушення ТУ при виготовленні і складанні виробів, порушення правил і умов експлуатації та ремонту - перевищення режимів роботи машини вище допустимих, порушення правил ремонту, помилки людей при управлінні машиною і інше, приховані причини, невраховані в ТУ і нормативах параметрів).

Відмови поділяють також на конструкційні, виробничі (технологічні) і експлуатаційні. Причина виникнення конструкційних - порушення встановлених правил і норм конструювання.

Виробничі відмови виникають в результаті порушення процесів виготовлення, складання, прироблення вузлів машини, неправильного вибору допустимих температурних і інших режимів. Найчастіше вони виявляються на ранній стадії експлуатації машин. Експлуатаційні відмови виникають в результаті порушення встановлених правил і умов експлуатації (силового, теплового і швидкісного режимів).